Vsak ljubitelj elektrotehnike je vsaj enkrat moral slišati za ne povsem jasno električno manifestacijo, imenovano površinski ali "kožni učinek". Tistim, ki še vedno ne vedo, za kaj gre, bodo pojasnila, predstavljena v članku, pomagala, da se seznanijo s tem pojavom. Poleg tega lahko tukaj ugotovite, kako se to uporablja v praksi.
Kaj je učinek kože?
Najprej morate razumeti, kakšen je površinski učinek, ki je v tehnični literaturi opredeljen kot zmanjšanje amplitude e / m nihanj pri prodiranju v prevodni medij. V tem primeru se gibljivi naboji pod vplivom e / m polja iz globine vodnika premaknejo bližje njegovi zgornji plasti. Posledica tega je, da tok postane nehomogen v svoji strukturi, kar se kaže kot zmanjšanje gostote naboja v osrednjem delu glede na obrobje.
Globino, do katere prodrejo naboji, lahko določimo z naslednjim izrazom:
To pomeni, da določeno odvisnost lahko oblikujemo tako: s povečanjem frekvence izmeničnega toka se globina njegovega prodora v telo prevodnika zmanjša. Z dvojnim povečanjem frekvence se bo ta kazalnik zmanjšal na kvadratni koren 2.
Značilnosti trenutne distribucije
Če si vizualno predstavljamo, kako se tok porazdeli v vodniku okroglega preseka, je dovolj, da preučimo spodnjo fotografijo.
Iz njega je jasno razvidno, da na določeni globini bližje središču žice bodisi sploh ni toka, bodisi je njegova vrednost tako majhna, da je zanemarjena.
Iz tega sledijo številni zanimivi zaključki, in sicer:
- ko izrežemo iz telesa vodnika njegov osrednji del, skozi katerega tok praktično ne teče, se pogoji za gibanje nabojev ne spremenijo;
- če je bakrena žica votla (brez jedra), bodo njene električne prevodnosti ostale enake in stroški se bodo znatno zmanjšali;
- indikator prevodnosti bo ostal enak, spremenili se bosta le njegova induktivnost in kapacitivnost.
Iz dobljenih rezultatov izhaja, da je zapleten upor katerega koli vodnika odvisen ne samo od materiala, iz katerega je izdelan, temveč tudi od frekvence tekočega toka. Z velikimi vrednostmi tega indikatorja se bodo skoraj vsi naboji začeli premikati vzdolž površine (zunanje meje) žice, to pomeni, da bodo imeli neposreden stik z zunanjim okoljem.
Uporaba kožnega učinka
Odvisnost moči toka v žici od frekvence signala omogoča prenos električnih sporočil različne periodičnosti po enem kablu. V tem primeru se visokofrekvenčni signali premaknejo proti zunanjemu polmeru, nizkofrekvenčni signali pa tečejo bližje središču.
Visokofrekvenčni komunikacijski sistemi so urejeni in delujejo po navedenem principu. V njih skozi napajalne žice istočasno teče tok s frekvenco 50 Hertz in preko njih se realizira telefonska komunikacija med obema stranema (zlasti spremljevalci in dispečerji). Zaradi prisotnosti kožnega učinka se monolitne žice velikega prereza redko uporabljajo (najpogosteje so narejene na verigi).